阿卡迪·图雷夫斯基,MathWorks
使用控制系统工具箱™ 设计单输入单输出(SISO)使用交互式和自动调整方法的控制器。使用Bode编辑器和根轨迹编辑器添加和删除控制器极点和零点,以及更改回路增益。在调整控制器参数时查看闭环阶跃响应的变化。观察系统特征,如上升时间、超调量、增益和相位裕度。创建并停止重新设计多个控制器,以比较和选择最佳选项。
记录日期:2016年3月3日
控制系统设计器应用程序允许您使用图形和自动调整方法调整单输入单输出补偿器。如果你知道你的工厂传递函数sys,在这个简单的例子中,1除以s加1,你可以通过输入controlSystemDesigner(sys)来启动控制系统设计器应用程序。
该应用程序打开了几个情节。这里是Bode编辑器,这里是根轨迹编辑器。可以使用曲线图进行图形调整。在这个图中,你可以得到闭环系统的阶跃响应。如果单击编辑架构,您可以配置控制器架构并导入新的电厂传输功能和现有补偿器。
在调整方法中,您可以选择要使用的图形调整方法,Bode、闭环Bode、根轨迹和Nichols。在本例中,我们将继续使用已经打开的Bode和Root轨迹编辑器。现在您已经选择了设计图,可以开始调整补偿器了。要更改补偿器的增益,请调整Bode图的大小,或移动根轨迹编辑器的闭环极点。
您可以轻松地向补偿器添加极点和零点。在这种情况下,系统需要一个积分器来实现零稳态误差。一旦添加积分器,您可以调整补偿器增益以实现良好的阻尼响应。
在阶跃响应图中,可以检查系统的特性。例如,您可以看到上升时间约为2到1/2秒。如果您想使响应更快并保持良好的阻尼,可以在系统中添加超前补偿器。现在可以交互更改极点和零点的位置,以及补偿器的大小。
如果在其中一个设计图上单击鼠标右键并选择“编辑补偿器”,您将看到补偿器的结构。现在它有一个增益、一个积分器和一个超前。您可以直接在此处编辑参数。例如,可以将零放置在负1处,将极点放置在负10处。在进行更改时,请注意该工具如何自动计算leap补偿器的最大短语超前量以及相应的频率。
您可以指定所需的短语导语数量和频率,而不是键入零和极点位置。该工具将相应地自动重新计算零和极点的值。您可以返回到绘图,并查看得到的阶跃响应、Bode绘图和根轨迹。通过再次调整幅值,可以以交互方式继续调整。或者,可以放大根轨迹的这个区域,继续移动系统的极点。
一旦你有了你喜欢的设计,你就可以按store Design按钮来储存它。您可以存储任意数量的设计。您可以继续调整补偿器,但可以随时选择以前保存的设计并检索它。您还可以比较几种设计。
除了图形化调整,Control System Designer应用程序还提供自动调整技术,如自动PID调整、LQG合成、回路成形——这需要鲁棒控制工具箱——以及基于优化的调整——它需要Simulink设计优化。万博1manbetx
在任何时候,您都可以将当前或保存的设计导出到MATLAB工作区,以便进行进一步分析。
视频到此结束。
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